大型现浇钢筋混凝土U型渡槽施工技术

赵雪丽　李振华

摘要：U型渡槽越来越多的使用在了我国的输水、排水、引水、排沙等工程之中，因其可穿越崎岖的地质地形，因而有十分广泛的应用。本文以四川都江堰毗河供水一期工程总干渠一流量段上段渡槽结构为例，对大型现浇钢筋混凝土U型渡槽施工技术进行介绍，为同类工程施工提供借鉴。

关键词：U型渡槽；现浇钢筋混凝土；施工技术；混凝土施工技术。

一、 工程概述

毗河供水一期工程由引水枢纽、总干渠、干渠、充水渠及灌区渠系工程等组成，本文所引用渡槽为毗河供水一期工程总干渠一流量段上段大型渡槽之一。渡槽槽身为相互独立的3槽预应力混凝土U形结构，单跨40m，共18跨，单槽内空尺寸7.23m×9.0m，槽壁厚0.35m，槽底厚1m，混凝土强度等级C50，抗渗等级W8，抗冻等级F200，设计流量为350m3/s，加大流量为420m3/s，纵比降1∶3000。渡槽槽身总工程量为：混凝土3.25万m3，钢筋5022t，钢绞线1944t。

二、 施工工艺

2.1槽身模板生产和安装

本工程U型槽身模板由外模、内模及端模三部分组成，均在模板厂生产完成，要求所生产的模板刚度必须满足设计要求，以防止工程中模板出現受力变形。

2.1.1外模安装

工程中每组槽身外模由两侧各3块侧模及1块底模构成，模块之间通过契口形式进行拼接，然后固定在支架上。每跨槽身外模由10组槽身组成。为避免槽身外模在工程中出现变形，槽身底模在施工过程中根据二次抛物线设置预拱值，根据计算结果，预拱值控制在30-50mm为宜。底模安装完成后需进行复查校核，确保模板的表面平整度和高程误差值控制在2mm以内，轴线偏位误差值和板面缝隙误差值分别控制在3mm和1mm以内。侧模和底模相拼接，并固定在角钢制成的支架上，每块模板的两端各架设一个支架，其上部利用钢管、卡具及工字钢固定。为确保侧模的安装质量，各项指标应符合设计规范要求，并严格控制好平整度和高程误差。

三、 混凝土施工技术

3.1原材料选用及混凝土配制

本工程U型渡槽工程具有大跨度、薄壁的结构特性，应严格选用混凝土原材料，混凝土配合比的各项指标须经过试验确定。为确保工程质量，根据U型渡槽施工特点，在混凝土原材料的选用上，应做好以下两方面工作：第一，为提高混凝土强度，避免混凝土裂缝的生成，应控制好水灰比和含砂量，混凝土水灰比不大于0.5，含砂量不超过3%，以尽量减少混凝土浇筑完成后的收缩率；第二，为保证混凝土质量，可掺加一定量的非盐类缓凝外加剂，以延长实现混凝土初凝时间[2]。经试实践总结槽身混凝土的水胶比例为0.28，混凝土材料用量（kg/m3）=水∶水泥∶粉煤灰∶砂∶碎石∶超塑化SP1减水剂∶PT-C1引气剂∶UF500纤维素纤维=150∶429∶107∶736∶946∶5.36∶0.0214∶0.9，坍落度为180～220mm，扩散度500-600mm，总碱含量2.31kg/m3。

3.2混凝土浇筑

因为本工程U型渡槽混凝土浇筑的施工量较大，因此必须加强对混凝土运输、浇筑、振捣等的质量控制。混凝土运输时，采用龙门架垂直运送到进料平台，然后通过人工入仓。混凝土浇筑时，每跨槽身混凝土应一次浇筑完成，并保证浇筑的连续性。底部混凝土浇筑时，下料应均匀缓慢，可多分几层，以方便气泡逸出。整个浇筑时间不宜超过5h，浇筑强度控制在4m3/h。浇筑过程中应注意槽端U型橡胶止水带和预埋件的位置，避免在施工过程中出现移动。混凝土振捣时，因为该U型槽身采用了双层配筋，而且壁厚度较小，振捣难度较大。因此应采用较小直径的振捣棒，振捣过程中严禁与外模触碰，避免影响成型后混凝土的外观质量。为防止支架出现偏移或变形，混凝土浇筑和振捣施工应同步对称进行。

3.3混凝土拆模及养护

要加强对拆模时间的控制，工程中应至少同期生产一定数量的混凝土试块，以用于进行槽身混凝土5d，10d，14d和28d的抗压试验，实现对浇筑混凝土强度的有效确定。当浇筑完成5d，且混凝土试块强度达到设计强度的50%时，可拆除内模；当浇筑完成10d，混凝土试块强度达到设计强度的75%时，可拆除外模的侧模和端模；当浇筑完成14d，混凝土试块强度达到设计强度的85%时，可拆除外模的底模。在正常气温（20℃）条件下，当混凝土浇筑和振捣结束10-12h后即可开始养护，如在气温较高或干燥的情况下应及早进行。养护过程中采用草帘对槽内混凝土表面进行遮盖，防止风吹日晒，并经常洒水保持湿润，养护时间不少于25d。

四、 槽身预应力施工

钢绞线张拉施工准备期间，确保千斤顶和油泵配套，千斤顶安装位置应与钢绞线在同一轴线上，还要与承压板保持垂直。纵、环向预应力都使用分级加载法整体张拉。纵向预应钢绞线采用一端锚固。一端张拉，张拉端采用圆锚体系，固定端采用P型锚固体系，环向预应力采用两端张拉和扁锚体系，2台设备张拉速度保持一致。张拉顺序严格按设计要求进行，采用持荷5min来消除应力松弛，而不采用超张拉来弥补应力松弛[3]。

1.张拉时机

湍河渡槽工程施加预应力必须同时满足以下条件：

1）混凝土龄期一般要长于7d；2）槽身混凝土抗压拉力韧性不低于设计拉力韧性等级值的80%。气温较高时，施工时拉力韧性易达到张拉要求，此时应严格控制龄期；低温较低时，施工时龄期够，但拉力韧性增长慢，这种情况应严格控制拉力韧性。因为养护条件的区别，拉力韧性参考值一般以现场混凝土回弹值或同条件养护试块拉力韧性作为指标，而没有用养护室试块拉力韧性作为系数标准。

2.张拉施工工艺

大型浇灌钢筋混凝土U型渡槽工程使用后张法的施工工艺。槽身纵向使用有粘结预应力钢绞线，单端张拉；环向使用无粘结钢绞线，两端同步进行拉伸。为保证槽身受力均匀，纵、环向预应力钢绞线使用两侧张拉。按先张拉端肋环向钢绞线，然后张拉纵向钢绞线，在工序的结尾张拉渐变段至跨中区域环向钢绞线的顺序施工。钢绞线张拉前先单根预紧然后整束张拉，单根钢绞线的预紧力为张拉控制应力的1/10。纵向钢绞线张拉结束，方可进行造槽机外模拆卸，全部预应力钢绞线张拉完毕造槽机才能移位过孔[4]。

3.张拉工艺说明

钢绞线的张拉实行双控，以张拉应力控制为核心，以拉伸值进行校验标准。每束预应力钢绞线张拉前先计算理论拉伸值和相应的压力表读数，以此作为张拉施工的参考，每一束预应力钢绞线张拉时都应做详细的记录。实际拉伸量应不超过理论拉伸量的±6%，当拉伸量超过±6%时应查明原因。

五、 总结

通过对南水北调中线工程中丹江口水库的输水的工程施工案例，对大型现浇钢筋混凝土U型渡槽施工技术进行介绍，对大型浇灌钢筋混凝土U型渡槽施工工艺、混凝土施工技术、槽身预应力施工进行了具体的分析，总是要建造质量过关、功能齐备的大型现浇钢筋混凝土U型渡槽就必须严格的遵照工程中每一个环节的标准进行。

参考文献

[1]孙鹏.大型现浇钢筋混凝土U型渡槽施工技术简析[J].山西水利，2015（1）：28-29.

[2]刘宇亨.卢秀佳.常利武U型渡槽无对拉筋模板施工技术[J].水利科技与经济，2005，11（5）：88-89.

[3]胡红军.南水北调中线总干渠漕河渡槽工程模板规划和应用[J].红水河，2009，28（1）：97-102.

[4]汪永剑.唐圣斌.U形薄壳大渡槽无对拉筋模板施工技术[J].施工技术，2004，33（2）：3271-3275.